Supapă cu gură - fitinguri de conductă , în care elementul de blocare sau de reglare se deplasează perpendicular pe axa debitului mediului de lucru [1] . Supapele cu gură sunt un tip foarte comun de supape . Ele sunt utilizate pe scară largă pe aproape orice conducte tehnologice și de transport cu diametre de la 15 până la 2000 milimetri în locuințe și servicii comunale , sisteme de alimentare cu gaz și apă , conducte petroliere , instalații energetice și multe altele la presiuni de funcționare de până la 25 MPa și temperaturi de până la 565 ° C [2] .
Utilizarea pe scară largă a supapelor se datorează unui număr de avantaje ale acestor dispozitive, inclusiv:
Această din urmă calitate face supapele deosebit de valoroase pentru utilizarea în conductele principale, care se caracterizează prin mișcare constantă de mare viteză a mediului.
Dezavantajele supapelor includ:
Cu rare excepții, supapele cu poartă nu sunt proiectate pentru a regla debitul mediului, ele sunt utilizate în principal ca supape de închidere - elementul de blocare este în pozițiile extreme „deschis” sau „închis” în timpul funcționării.
Supapele cu gură sunt de obicei realizate cu pas complet, adică diametrul orificiului de trecere al supapei corespunde aproximativ cu diametrul conductei pe care este instalat. Cu toate acestea, în unele cazuri, pentru a reduce cuplul necesar pentru a acționa supapa și pentru a reduce uzura suprafețelor de etanșare, sunt utilizate supape cu gură îngustă. O ușoară creștere a rezistenței hidraulice în acest caz practic nu afectează funcționarea sistemului; nu este de dorit să instalați astfel de supape numai pe conductele principale de diametre mari [3] .
Cea mai obișnuită modalitate de a controla o supapă este cu o roată de mână (manual, uneori, o roată de mână este numită și roată de mână), iar supapele pot fi echipate și cu acționări electrice (pentru supapele de închidere, antrenările electrice sunt mai simple decât pentru supapele de control, semnalizarea a poziției elementului de blocare este, de asemenea, mai simplă, proiectată doar pentru pozițiile „deschis” și „închis” și nesemnalizand pozițiile intermediare), actuatoare hidraulice și, în cazuri rare, actuatoare pneumatice . Pe supapele acționate manual cu diametru mare, de regulă, este instalată o cutie de viteze pentru a reduce forțele de deschidere și închidere.
Prin natura mișcării axului , se disting supapele cu ax retractabil sau neretractabil (rotativ). În primul caz, la deschiderea și închiderea supapei, axul efectuează o mișcare de translație sau de rotație-translație, în al doilea - numai de rotație . [patru]
Principalele diferențe dintre supape sunt în proiectarea corpului de închidere , conform acestei caracteristici, supapele diferă în pană , paralelă , poartă și furtun [3] .
În general, proiectarea supapei cu gură constă dintr-un corp și un capac, formând o cavitate în care mediul de lucru este situat sub presiune și în interiorul căreia este plasată poarta (în desenul din dreapta este o pană). Corpul are două capete pentru conectarea supapei la conductă (capetele de conectare sunt cu flanșă , cuplare și sudate ). De regulă, două scaune sunt situate în interiorul corpului, paralele sau în unghi unul față de celălalt (ca în figură), suprafețele de etanșare ale supapei sunt presate pe suprafețele lor de etanșare în poziția „închisă”. Obturatorul se deplasează într-un plan perpendicular pe axa trecerii mediului prin corp, folosind un ax sau tijă . Un ax cu o piuliță de rulare formează o pereche filetată , care, atunci când unul dintre aceste elemente este rotit , asigură că obturatorul se mișcă în direcția dorită. Această soluție (vezi desenul explicativ) este cea mai comună și este utilizată pentru control manual sau electric . Când se utilizează o acţionare hidraulică sau pneumatică , tija realizează numai mişcare de translaţie împreună cu supapa . Axul este conectat la supapă la un capăt în interiorul corpului, iar la celălalt trece prin capac și prin presetupă (care este folosit în principal ca dispozitiv de etanșare în supape) pentru a se conecta la elementul de control al supapei (în acest caz, roată de mână) [3] .
În supapele cu poartă cu pană, scaunele din corp sunt situate la un unghi ușor unul față de celălalt, iar poarta este un dispozitiv sub formă de pană - rigidă, elastică sau dublu disc, care în poziția „închisă” se potrivește strâns în spațiul dintre scaune (vezi desenul explicativ, pana este în poziție inferioară, între șei). În funcție de condițiile de funcționare, se selectează unul sau altul tip de pană.
Pană tareO pană rigidă asigură etanșeitatea fiabilă a elementului de blocare, dar acest lucru necesită o precizie crescută de prelucrare pentru a se potrivi unghiul panei cu unghiul dintre șaua corpului. Dezavantajul unei pane rigide este pericolul blocării supapei și imposibilitatea sau dificultatea deschiderii supapei ca urmare a fluctuațiilor de temperatură a mediului de lucru, uzurii sau coroziunii suprafețelor de etanșare.
Pene dublu discO astfel de pană este formată din două discuri situate în unghi unul față de celălalt și fixate rigid împreună. În ea, discurile au capacitatea de a se auto-alinia în raport cu șaua caroseriei, astfel încât unele erori făcute la fabricarea șailor de caroserie nu afectează etanșeitatea în poziția „închisă”. O supapă cu pană cu dublu disc reduce semnificativ posibilitatea de blocare, care este caracteristică unei pane rigide și, în ciuda unei anumite complexități a designului, are o serie de alte avantaje - uzură redusă a suprafețelor de etanșare, etanșeitate ridicată a închiderii. de pe corp și mai puțină forță necesară pentru a închide.
Supapele cu dublu disc incluse în armăturile de navă sunt denumite și supape de clincher .
Pană elasticăAceasta este o modificare a unei pane cu dublu disc, ale cărei discuri sunt interconectate printr-un element elastic capabil să se îndoaie , asigurând un contact strâns între suprafețele de etanșare în poziția „închisă”. În această supapă, posibilitatea discurilor auto-ajustabile este redusă în comparație cu discul dublu, deși se păstrează capacitatea de a compensa unele deformații ale corpului de la sarcinile conductei și fluctuațiile de temperatură. Avantajele unei pane elastice sunt că nu necesită montarea laborioasă a oblonului pe corp (ca pentru o pană rigidă) iar designul este mai simplu decât cel al unuia cu dublu disc. Astfel, pană elastică într-o anumită măsură netezește neajunsurile și combină avantajele celorlalte două tipuri de porți cu pană [3] .
În supapele paralele, suprafețele de etanșare ale elementelor supapei sunt paralele între ele.
Supape cu dublu disc paralelObturatorul unor astfel de supape cu poartă este format din două discuri, care în poziția „închisă” sunt presate pe scaune cu ajutorul unei ciuperci speciale, blocând trecerea mediului de lucru prin corp.
Supape cu gurăUn fel de supapă paralelă, în care elementul de blocare este realizat sub formă de placă. Astfel de supape sunt utilizate în cazurile în care direcția unidirecțională a curgerii mediului de lucru este permisă și nu este necesară etanșeitatea ridicată a corpului de închidere. Sunt destinate instalarii ca dispozitive de blocare pe conductele de transport de ape uzate , nămol , celuloză și alte medii contaminate cu impurități mecanice. Uneori, supapa este realizată cu un cuțit pentru a distruge particulele din mediul de lucru, caz în care supapele cu poartă se numesc supape cuțit .
Supape cu poartă în care închiderea sau reglarea debitului mediului de lucru se realizează prin mișcarea de rotație a elementului de blocare sau reglare.
Supapele cu șartă cu un astfel de corp de închidere sunt fundamental diferite de alte modele [5] . Corpul nu are scaune, iar supapa nu are suprafețe de etanșare. Trecerea mediului se realizează printr-un furtun elastic (țeavă) introdus în carcasă și izolând complet părțile metalice ale structurii de mediul de lucru. Pentru a bloca trecerea, furtunul este ciupit complet sub influența axului (tija), prin urmare astfel de dispozitive se numesc dispozitive cu furtun. Acestea au fost numite supape cu poartă deoarece axul de control al supapei se mișcă perpendicular pe axa trecerii medii, adică funcționează pe principiul unei supape.
Supapele de tip furtun sunt proiectate pentru conductele care transportă substanțe vâscoase , nămol și alte medii similare, precum și lichide ușor agresive și agresive. Furtunurile sunt realizate din diferite grade de cauciuc , care asigură funcționarea supapelor la presiuni de până la 1,6 MPa și temperaturi de până la 110 °C [3] .
De o mare importanță pentru funcționarea și domeniul de aplicare al supapelor este locația unității de rulare - conexiunea filetată a piuliței ax. Poate fi amplasat în interiorul supapei în mediul de lucru sau în afara cavității corpului.
În acest design, filetul axului și piulița de plumb sunt situate în exteriorul corpului supapei. Capătul inferior al arborelui este conectat la obturator, iar când piulița de rulare este rotită pentru a deschide supapa, aceasta efectuează numai mișcare de translație împreună cu obturatorul, în timp ce capătul superior al arborelui se extinde cu valoarea cursei obturatorului. Pentru a putea deplasa axul, piulița de rulare este ridicată deasupra capacului de sus (adică deasupra cutiei de presa) cu aproximativ cantitatea de cursă din design, care se numește ansamblul jugului .
Avantajele acestui design sunt absența efectelor dăunătoare ale mediului de lucru asupra unității de rulare și accesul liber pentru întreținerea acesteia și, prin urmare, uzura mai mică a cutiei de presa și fiabilitatea mai mare a perechii filetate și a cutiei de presa.
Dezavantajul unor astfel de robinete este creșterea înălțimii și greutății construcției datorită ieșirii arborelui din capac cu cel puțin diametrul trecerii și necesitatea din acest motiv de a lăsa spațiu liber pentru ieșirea arborelui în timpul instalării .
În acest caz, firul de plumb este situat în interiorul cavității supapei și la deschidere axul nu se mișcă din capac, menținându-și poziția inițială în înălțime. Piulița de rulare din aceste supape este conectată la pană și, atunci când axul este rotit pentru a deschide pasajul, pare să fie înșurubat pe ea, trăgând pana cu ea.
La robinetele cu tijă care nu se ridică, unitatea de rulare este scufundată în mediul de lucru și, prin urmare, este expusă la coroziune și particule abrazive în mediul de lucru, accesul la acesta este închis și nu există posibilitatea de întreținere în timpul funcționării, ceea ce duce la o scădere a fiabilității unităților de rulare și de presa.
În acest sens, astfel de supape cu șartă sunt de utilizare limitată - pentru conductele care transportă uleiuri minerale , ulei , apă care nu sunt înfundate cu impurități solide și nu au proprietăți corozive. Deoarece supapele cu o tijă care nu se ridică fac dificilă monitorizarea și întreținerea ansamblului de deplasare, acestea nu sunt recomandate pentru instalații critice.
Avantajul acestui design este înălțimea mai mică a construcției, ceea ce face recomandabilă utilizarea lor pentru utilități subterane, puțuri , puțuri de petrol etc. [6] .
Suprafețele de etanșare ale supapelor sunt realizate fără inele, cu inele din alamă , fluoroplastic , cu suprafață din oțel rezistent la coroziune , cauciuc (la supapele cu pană poate acoperi pana, iar la robinetele pentru furtun se folosește la realizarea unui furtun de prindere ).
Robinetele cu gură cu corpuri din fontă și aliaj de aluminiu sunt realizate prin turnare . Supapele din oțel sunt, de asemenea, realizate în același mod , dar unele dintre ele, precum și supapele din aliaje de titan , sunt realizate prin sudarea semifabricatelor obținute prin ștanțare din tablă . Astfel de supape se numesc sudate cu ștampilă . În funcție de caracteristicile lor, de funcționare și de rezistență, ele nu sunt inferioare supapelor cu gură turnate , ci, dimpotrivă, părțile corpurilor și capacele unor astfel de robinete sunt realizate dintr-un material care este mai durabil și mai atent controlat, a cărui calitate este mai mare decât cea a turnării. În același timp, tehnologia de sudură și metodele de testare a îmbinărilor sudate asigură o calitate înaltă a părților corpului, ceea ce face posibilă utilizarea unor astfel de supape cu poartă la instalații critice, inclusiv energia nucleară . [3] [6]